基于Web of Science的國內(nèi)外CT低劑量研究趨勢和熱點分析

夏光輝 XIA Guanghui王 倩 WANG Qian阮學平 RUAN Xueping趙心明 ZHAO Xinming

2. 北京協(xié)和醫(yī)學院 中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院影像診斷科 北京 100021

CT低劑量研究是在平衡診斷目的、影像質(zhì)量、輻射劑量三者關(guān)系基礎(chǔ)上的相對低劑量。近十年來，隨著CT診斷技術(shù)的發(fā)展和CT設(shè)備的不斷更新，CT低劑量在冠狀動脈疾病評價、肺癌篩查以及骶髂關(guān)節(jié)病變檢查等方面已經(jīng)開展了大量臨床研究[1-3]。本文應(yīng)用文獻計量學對Web of Science收錄的2003～2012年出版的CT低劑量文獻產(chǎn)出情況進行分析和討論，旨在從文獻計量學角度了解CT低劑量研究的發(fā)展趨勢和熱點，為今后該領(lǐng)域的進一步深入研究提供參考和借鑒。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 本研究數(shù)據(jù)來源于Web of Science的SCI數(shù)據(jù)庫。構(gòu)建專業(yè)檢索表達式：((TS=("automatic tube current modulation") OR TS=(ATCM) OR TS=(AEC)OR TS=("automatic exposure control") OR TS=("low tube voltage") OR TS=("low tube current") OR TS=("noise index") OR TS=("image noise") OR TS=("effective mas") OR TS=("reference mas") OR TS=("standard deviation") OR TS=("image quality") OR TS=("radiation dose") OR TS=("low-dose") OR TS=("effective dose")OR TS=(CTDIvol) OR TS=(DLP) OR TS=("contrastto-noise ratio") OR TS=("low-contrast detectability")OR TS=("ECG-gating") OR TS=("dose optimization")OR TS=(ALARA) OR TS=("radiation dosage")) and(TS=(CT) OR TS=("computed tomography") OR TS=("multi-detector row CT") OR TS=(MDCT) OR TS=("X-ray computed tomography")) not (TS=("Magnetic Resonance Imaging") OR TS=(MRI) OR TS=("Emission-Computed Tomography") OR TS=(PET) OR TS=("Optical Tomography") OR TS=(radiotherapy))。檢索全世界CT低劑量論文的時間跨度為2003-01-01～2012-12-31。檢索中國CT低劑量論文時將地區(qū)限定為“PEOPLES R CHINA”。

1.2 研究方法 利用Web of Science檢索出6725篇文獻，使用Thomson Data Analyzer（TDA）Version 2.1分析軟件進行數(shù)據(jù)篩選，利用Excel 2007的繪圖功能，從作者合作趨勢、機構(gòu)合作趨勢、國家分布、期刊發(fā)文趨勢、高被引文獻、學科分布、熱點主題等方面進行文獻計量學分析，并對該領(lǐng)域的高被引文獻進行相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 作者合作趨勢分析 作者合作研究中通常使用合作率和合作水平兩個指標度量合作程度。合作率是指作者數(shù)≥2的論文數(shù)占全部論文數(shù)的比例，合作水平一般用所有論文的平均作者合作度表示[4]。一篇論文的作者數(shù)即為該論文的作者合作度。表1顯示了2003～2012年CT低劑量領(lǐng)域發(fā)表在SCI/SSCI（科學引文索引/社會科學引文索引）收錄期刊上論文的合作率和合作水平。

由表1可見，CT低劑量的文獻合作率較高，2003年以來均在90%以上，并且呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，2012年的合作率達到97.8%；單作者論文數(shù)一直保持較低的文獻量，說明在CT低劑量研究領(lǐng)域，不經(jīng)過領(lǐng)域內(nèi)科研人員之間的密切合作，單個科研人員很難發(fā)表高質(zhì)量的研究文獻。同時，CT低劑量的文獻合作水平也呈增長趨勢，2012年的平均作者合作度為6.31，即每篇論文平均有6～7位作者。由此可見，CT低劑量領(lǐng)域的研究需要領(lǐng)域內(nèi)科研人員的廣泛合作，其研究范圍涉及臨床醫(yī)學、放射診斷及放射技術(shù)學以及生物工程等學科，多學科的交叉融合也必將是CT低劑量領(lǐng)域未來發(fā)展的主要研究模式。SCI數(shù)據(jù)庫收錄的中國發(fā)表的所有CT低劑量文獻均是合作發(fā)表，2003～2012年的平均作者合作度為6.26。由此可見，近十年來中國作者合作水平與國際作者合作水平基本保持一致。

2.2 機構(gòu)合作趨勢分析 論文著者的機構(gòu)合作情況是指一篇科技論文的著者來自多少個不同的機構(gòu)，即一篇科技論文是一個機構(gòu)的科技人員研究的結(jié)果，還是來自多個機構(gòu)的科技人員共同合作完成的研究結(jié)果。一篇科技論文的著者來自多個機構(gòu)，其著者的機構(gòu)合作度就越高。表2顯示了2003～2012年CT低劑量領(lǐng)域發(fā)表在SCI/SSCI收錄期刊上論文著者機構(gòu)的合作率和合作水平。

從表2可知，近十年CT低劑量領(lǐng)域來自多個機構(gòu)作者合作發(fā)表的科技論文數(shù)量占絕大多數(shù)，并且呈逐年遞增的趨勢，從2003年的207篇增加到2012年的905篇，總計合作論文達4973篇，占全部CT低劑量論文的76.8%；其中，3個以上機構(gòu)的合作論文達2791篇，占全部CT低劑量論文的41.5%，并且所占比例也呈穩(wěn)步增長的趨勢。機構(gòu)之間合作論文的增長趨勢提示CT低劑量領(lǐng)域內(nèi)研究機構(gòu)的科研合作關(guān)系在不斷發(fā)展，科研水平和實力比較均衡，機構(gòu)之間的科研合作趨勢在進一步加強。2003～2012年，中國CT低劑量文獻的平均機構(gòu)合作度為2.61，機構(gòu)合作率為77.36%。由此可見，近十年來中國機構(gòu)合作水平與國際機構(gòu)合作水平基本保持一致。

2.3 國家分布情況 2003～2012年，CT低劑量領(lǐng)域美國和德國分別發(fā)表2227篇和1239篇文獻，遠遠領(lǐng)先于其他國家，并且一直保持穩(wěn)定的增長速度；中國論文數(shù)量為318篇，總量居世界第7位（表3）。中國論文的增長速度很快，2012年發(fā)表文獻量躍居世界第3位（圖1），彰顯了中國CT低劑量研究的突飛猛進。

2.4 期刊發(fā)文趨勢分析 影響因子是衡量期刊質(zhì)量和影響力的重要指標?；赪eb of Science檢索的SCI文獻質(zhì)量高，具有行業(yè)較高的影響力。通過了解CT低劑量研究相關(guān)的所有SCI文獻刊載的主要期刊分布可以明確該領(lǐng)域的受關(guān)注程度和其在醫(yī)學領(lǐng)域的影響力。如表4所示，Radiology期刊發(fā)表的CT低劑量文獻質(zhì)量最高，篇均被引次數(shù)為32.09，其次是European Radiology、Investigative Radiology和 Physics in Medicine and Biology，篇均被引次數(shù)均達到了15.00以上；同時分析CT低劑量研究文獻占各期刊發(fā)文量的百分比，Investigative Radiology、European Radiology和Radiology分列前3位，CT低劑量文獻的發(fā)文量均超過期刊總發(fā)文量的8%。

表3 發(fā)文量排名前10名的國家

圖1 發(fā)文量排名前10名國家的文獻增長趨勢

縱觀2003～2012年各個期刊發(fā)文量的變化趨勢（圖2），發(fā)現(xiàn)各個期刊的發(fā)文量整體保持了增長態(tài)勢。Medical Physics、European Journal of Radiology和American Journal of Roentgenology發(fā)表的文獻量保持快速增長的勢頭，占2012年全部CT低劑量文獻的21.56%，而其他期刊的發(fā)文量則基本持平或略有增長。綜合考慮篇平均被引次數(shù)、期刊發(fā)文量、期刊發(fā)文量增長速度可以看出，CT低劑量研究正趨向成熟，出版CT低劑量文獻的期刊呈現(xiàn)集中趨勢，領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)逐步形成CT低劑量研究的熱點期刊；但是CT低劑量文獻的篇均被引次數(shù)與期刊的影響因子并不一致，CT低劑量研究人員若要提高學術(shù)影響力，應(yīng)該盡可能將文章發(fā)表在篇均被引次數(shù)高的期刊。其中Investigative Radiology、European Radiology和Radiology是目前愿意發(fā)表CT低劑量研究文獻、篇均被引次數(shù)也較高的期刊，Medical Physics和European Journal of Radiology是CT低劑量研究文獻發(fā)表量增長較快、篇均被引次數(shù)也較高的期刊。

表4 CT低劑量文獻發(fā)表量前10名的期刊

圖2 文獻發(fā)表前10名的期刊發(fā)文量變化趨勢

2.5 高被引文獻分析 高被引文獻代表該文獻在本學科領(lǐng)域中的影響力很大，被引次數(shù)越多，說明該文獻影響力越大；同時也說明該文獻對本學科領(lǐng)域研究影響的重要性。

本研究對2003～2012年世界和中國前20篇高被引率的文章進行分析后發(fā)現(xiàn)，世界前20篇高被引文獻中，Leber AW作為第一作者發(fā)表了3篇文章；Hausleiter J和Swensen SJ作為第一作者分別發(fā)表了2篇文章。中國前20篇高被引用率文獻中，只有南京大學張龍江作為第一作者發(fā)表了2篇文章，其他作者均只發(fā)表1篇文章（表5）。比較國內(nèi)外文章的引用次數(shù)（表3）發(fā)現(xiàn)，中國在論文的總被引次數(shù)和平均被引次數(shù)上還遠遠落后于發(fā)達國家，說明中國論文研究的原始創(chuàng)新性還不夠，在保持論文數(shù)量快速增長的同時，論文的質(zhì)量還需要大大加強。按照平均被引次數(shù)排序，德國、瑞士和美國發(fā)表論文居世界前3位，而同來自亞洲的日本、韓國和中國分列第7、9、10位，這也顯著表明亞洲國家與歐美國家在CT低劑量研究方面的差距。2003～2012年，中國文章被引頻次最高為68次，遠低于2003～2012年世界被引次數(shù)前20名的最低水平（271次）。由此可見，在CT低劑量領(lǐng)域，中國目前還缺乏在國際上非常有影響力的科研人員，論文的質(zhì)量以及國際影響力還有待進一步提高。

2.6 學科分布 學科分布情況能夠反映某一主題的熱點研究領(lǐng)域。2003～2012年發(fā)表的6725篇CT低劑量文獻的研究范圍共涉及94個學科，其中文獻量超過200篇的共有10個學科（表6）；CT低劑量研究既包含放射學、心血管學等醫(yī)學學科，同時還包括工程學、物理學、計算機科學以及儀器與器械等相關(guān)學科的交叉融合。從學科分布情況可以看出，醫(yī)學影像與核醫(yī)學是CT低劑量的核心研究學科，其文獻量占所有文獻量的63%；其次是心血管系統(tǒng)，該學科是研究CT低劑量與病情發(fā)展最多的學科，其他與疾病相關(guān)的研究還有神經(jīng)科學和神經(jīng)病學、腫瘤學、呼吸系統(tǒng)科學、牙科學、口腔外科學及口腔內(nèi)科學等。

表5 前20篇高被引文獻的國內(nèi)外作者分布

2.7 熱點主題分析 在文獻計量學領(lǐng)域，高被引文獻和熱點詞頻分析是最常用的熱點主題分析方法。對于一篇文獻而言，作者引用的參考文獻均與其研究主題密切相關(guān)的文獻，因此，通過高被引文獻的分析，可以在一定范圍內(nèi)反映本領(lǐng)域的研究熱點。熱點詞頻分析是一種文獻內(nèi)容分析方法，通過對文獻中同時出現(xiàn)的詞匯進行統(tǒng)計分析，從而反映出這些文獻共同的研究主題。

在本研究中，對CT低劑量領(lǐng)域被引次數(shù)最高的20篇文獻進行主題分析，發(fā)現(xiàn)本領(lǐng)域的研究熱點大致可以概括為CT成像技術(shù)、CT輻射劑量、肺動脈栓塞、肺癌CT篩查、冠狀動脈成像等。在CT成像技術(shù)研究方面，F(xiàn)lohr等[5]首次對雙源CT系統(tǒng)進行性能評價，并通過前瞻性臨床試驗說明雙源CT用于心電門控心臟成像的性能。在CT輻射劑量控制研究方面，Mettler等[6]開展基礎(chǔ)研究，為標準影像學檢查、CT檢查、介入手術(shù)、核醫(yī)學檢查等提供有效劑量的臨界參考值，以此評估電離輻射的正當性。Fazel等[7]發(fā)現(xiàn)在電離輻射過程中累積的有效劑量隨著年齡增加而增加，且女性累積量比男性高。在肺動脈栓塞診斷方面，Stein等[8]發(fā)現(xiàn)對于肺動脈栓塞的診斷，在特異性相同的前提下，CT血管造影聯(lián)合CT靜脈造影檢查比單獨采用CT血管造影檢查具有更高的靈敏度。圖像質(zhì)量是影響肺栓塞確診的主要原因。在肺癌CT篩查研究方面，Swensen等[2,9]通過隊列研究認為低劑量螺旋CT適合篩查早期肺癌，對肺結(jié)節(jié)的檢出率很高，能夠有效改善早期肺癌的預(yù)后。Bach等[10]通過病例對照研究發(fā)現(xiàn)低劑量CT篩查能夠提高早期肺癌的診斷率和治療效果，但對晚期肺癌的檢出和預(yù)后無益。在冠狀動脈造影檢查方面，Leber等[11]和Achenbach等[12]均證實應(yīng)用低劑量CT成像可以在確保圖像質(zhì)量的前提下準確識別冠狀動脈斑塊，其檢測效果要優(yōu)于血管內(nèi)超聲檢查。Hoffmann等[1]證實低劑量冠狀動脈成像技術(shù)為可疑的阻塞性冠狀動脈疾病患者提供高精確度的無創(chuàng)檢查手段。Hausleiter等[13]證實64層螺旋CT血管造影在提高時間分辨率的同時，會導致冠狀動脈造影的輻射劑量大幅增加，而通過心電圖劑量調(diào)節(jié)和降低管電壓的方式估算冠狀動脈CT血管造影輻射劑量，能在確保圖像質(zhì)量的同時減少輻射暴露。Hausleiter等[14]通過劑量長度乘積發(fā)現(xiàn)心臟CT血管造影輻射劑量與探查部位及CT種類密切相關(guān)，影響因素包括體重、竇性心律、掃描長度、心電圖控制的管電流調(diào)制技術(shù)、低管電壓技術(shù)等。

表6 文獻發(fā)表量前20名的學科

熱點詞頻分析對象包括作者關(guān)鍵詞、主題詞、文本自由詞等。Web of Science收錄的文獻數(shù)據(jù)提供了作者關(guān)鍵詞字段，而作者標注的關(guān)鍵詞能夠最直接地揭示論文的內(nèi)容特征，因此本研究中采用作者關(guān)鍵詞進行熱點詞頻分析。由于本文以“CT”和“低劑量”的相關(guān)概念作為檢索詞，其對于領(lǐng)域熱點分析意義不大，因此在進行熱點詞頻分析時，將忽略所有與檢索詞具有相同和相近含義的詞，最終將詞頻≥30的32個關(guān)鍵詞作為該領(lǐng)域研究的熱點詞（表7）。冠狀動脈疾病、肺癌、肺栓塞、肺結(jié)節(jié)、冠狀動脈、肺、心臟、腹部等高頻詞證明CT低劑量的研究正呈現(xiàn)出部位-器官-具體病變逐漸細化的趨勢。Aberle等[15]通過隨機對照試驗證明與常規(guī)胸片相比，使用低劑量CT篩查可以提高肺癌的檢出率，并減少不必要的輻射劑量損傷，低劑量CT肺癌篩查比胸片檢查更高效。輻射、圖像重建、心率、輻射防護、影像處理、輻射風險等高頻詞可以發(fā)現(xiàn)CT低劑量研究的重點是圖像質(zhì)量對診斷效果的影響以及合理避免CT檢查所導致的輻射損傷。身體不同部位的CT輻射有效劑量不同，頭部CT掃描平均有效劑量最低，腹部和骨盆CT因多時相掃描平均有效劑量最高，CT掃描致癌風險與患者年齡、性別及CT設(shè)備類型均有關(guān)[16]。兒童、兒科等高頻詞表明嬰兒、兒童是輻射損傷的高危人群，也是輻射防護的重點對象。Colang等[17]報道CT掃描所誘發(fā)的兒童癌癥的概率高于成人，并已獲得了充分的證據(jù)支持。因此，兒童CT低劑量研究仍將是今后該領(lǐng)域的研究熱點。蒙特卡洛法、平板探測器等高頻詞表明CT低劑量研究的方法已經(jīng)比較成熟，多種新設(shè)備和新技術(shù)的推出為該領(lǐng)域研究的不斷深化提供可能。Kalra等[18]提出通過優(yōu)化掃描參數(shù)以及應(yīng)用自動管電流調(diào)制技術(shù)優(yōu)化輻射劑量，在一定程度上實現(xiàn)了輻射劑量的個體化。因此，隨著物理科學、計算機科學以及生物工程等相關(guān)學科的發(fā)展，CT低劑量的研究手段將更加多樣化。

表7 CT低劑量熱點詞頻排序

3 結(jié)語

綜上所述，本文通過文獻計量學分析，從作者合作趨勢、機構(gòu)合作趨勢、國家分布情況、期刊發(fā)文趨勢、高被引文獻、學科分布、熱點主題等角度對國內(nèi)外CT低劑量研究現(xiàn)狀有了全面的認識。通過對比國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及熱點主題分析發(fā)現(xiàn)，中國CT低劑量研究與國際同類研究相比尚存在較大差距，需要從以下幾個方面著手提高CT低劑量研究水平：①繼續(xù)提高國內(nèi)科研人員的合作范圍，特別是國際合作。通過國際合作學習吸收國外CT低劑量的先進研究方法。②要加強科研機構(gòu)之間的合作，開展多中心研究，培養(yǎng)國內(nèi)CT低劑量研究的核心機構(gòu)，以此提高國內(nèi)CT低劑量研究的質(zhì)量；同時制訂CT低劑量研究的行業(yè)標準，為研究結(jié)果的評價提供充分的理論依據(jù)。③要大力開展原創(chuàng)性研究。通過基礎(chǔ)研究、臨床試驗，積累符合國人體態(tài)特征的科學數(shù)據(jù)，由此提高中國該領(lǐng)域在國際舞臺上的學術(shù)影響力。④要追蹤CT低劑量研究的最新前沿，促進多交叉學科的聯(lián)合研究；在已有研究的基礎(chǔ)上尋找新的突破口。

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